工業(yè)熱電阻的工作原理是基于塞貝克效應(yīng),即:如果由兩種不同成分的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就有電流通過,那么兩端之間就存在塞貝克電勢(shì)— 熱電勢(shì)。其值與組成工業(yè)熱電偶的金屬材料性質(zhì)、熱端與冷端的溫度差的大小有關(guān),而與熱電極的長短,直徑大小無關(guān)。工業(yè)熱電偶由一對(duì)或多對(duì)熱電極與絕緣物組成的組件,用來防止熱電極之間和(或)熱電極與保護(hù)管之間短路的零件或材料,保護(hù)熱電極組件免受環(huán)境有害影響的管狀物,若與所配用的熱電偶正確連接,就把熱電偶的參比端移至這對(duì)導(dǎo)線的輸出端。 在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)所需的時(shí)間,通常以τ表示。
工業(yè)熱電阻是將溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)的一種感溫元件,配以二次儀表通過測(cè)量熱電勢(shì)從而測(cè)定出溫度值。結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、測(cè)量精度高、測(cè)溫范圍寬,廣泛用于生產(chǎn)、科研、機(jī)械工業(yè)中的熱處理中用來測(cè)量與控制溫度。
工業(yè)熱電阻安裝原則:1)熱電偶的測(cè)量端應(yīng)處于能夠真正代表被測(cè)介質(zhì)溫度的地方。在管道上安裝熱電偶時(shí),應(yīng)使保護(hù)管末端超過管道中心線約(5~10mm)。2)熱電偶應(yīng)有足夠的插入深度。一般zui少不小于熱電偶保護(hù)管外徑的8~10倍。3)為防止熱損失,熱電偶保護(hù)管露在設(shè)備外部應(yīng)盡可能短,并加保溫層。4)若被測(cè)介質(zhì)具有負(fù)壓或?yàn)橛泻怏w時(shí),熱電偶安裝必須嚴(yán)格密封,以免外界冷空氣進(jìn)入,影響測(cè)量的準(zhǔn)確性,或有害氣體溢出污染空氣。5)熱電偶的安裝地點(diǎn),應(yīng)盡量避開其他熱源、強(qiáng)磁場等,防止外來干擾。6)熱電偶安裝位置應(yīng)盡量保持垂直,防止保護(hù)管在高溫下產(chǎn)生變形。但在有流速情況下,熱電偶必須傾斜安裝,如有可能,盡量安裝在管道的彎曲處。若需水平安裝時(shí),則應(yīng)有耐火磚或金屬支架加以支撐。
工業(yè)熱電阻安裝注意:1)熱電阻要避免裝在爐門旁邊或離加熱物體過近之處。接線盒不能碰到被測(cè)介質(zhì)的容器壁。環(huán)境溫度不宜超過100℃,并且要避免強(qiáng)烈震動(dòng);2)保護(hù)管的插入深度,一般不得小于保護(hù)管外徑的8~10倍;3)測(cè)量表面溫度時(shí),必須使感溫元件與被測(cè)物體緊密地接觸,且應(yīng)保持被測(cè)表面干凈光潔;4)對(duì)于承受壓力的熱電阻,必須嚴(yán)格保證密封面處的密封;
由于工業(yè)熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測(cè)溫度的變化,在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。為此盡可能采用熱電極較細(xì)保護(hù)管直徑較小的工業(yè)熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí),甚至可將保護(hù)管取去。工業(yè)熱電偶的滯后是用它的時(shí)間常數(shù)來表征的。由于存在測(cè)量滯后,用工業(yè)熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大,工業(yè)熱電偶波動(dòng)的振幅就越小,與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的工業(yè)熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí),儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小,但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的工業(yè)熱電偶。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比,與工業(yè)熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時(shí)間常數(shù),除增加傳熱系數(shù)以外,zui有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。在使用中為了保護(hù)工業(yè)熱電偶,一般都帶有保護(hù)套管,這就大大增加了工業(yè)熱電偶的時(shí)間常數(shù),使動(dòng)態(tài)測(cè)量精度變得更差,即工業(yè)熱電偶的溫度與爐膛溫度之差更大。但反應(yīng)出來的卻相反,這就使操作人員容易誤認(rèn)為爐溫波動(dòng)很小。所以在熱處理爐的溫度測(cè)量中,應(yīng)盡量減少保護(hù)套管的時(shí)間常數(shù),通常采用導(dǎo)熱性能好的材料、管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管,在較精密的溫度測(cè)量中,使用無保護(hù)套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時(shí)較正及更換。